Analyse approfondie de la vBNG de Ciena : libérer la flexibilité et l’agilité des services haut débit
Tandis que la demande pour la bande passante et les services haut débit associés augmente de manière toujours aussi intense, les prestataires de services subissent une pression intense pour satisfaire la demande croissante de leurs clients pour des services spécialisés. Mais comment transforment-ils leurs réseaux suivant un modèle technique et économique apportant de la valeur pour eux-mêmes et pour leurs clients ?
La réponse réside dans une architecture réseau établie sur l’ouverture, l’évolutivité et la désagrégation. Dans cette analyse technique approfondie, Chuck Harris de Ciena explique comment les structures architecturales de vBNG (passerelle virtuelle de réseau haut débit) de Ciena fournissent aux prestataires de services la flexibilité et l’agilité dont ils ont besoin dans les réseaux en évolution d’aujourd’hui.
Le réseau à haut débit fixe est composé de plusieurs composants essentiels mais son pivot est la BNG (passerelle de réseau haut débit) qui établit et gère les sessions des abonnés en servant de point d’authentification à travers lequel les abonnés se connectent au réseau haut débit de l’opérateur. Ce point regroupe le trafic des abonnés depuis le réseau d’accès et traite plusieurs fonctions majeures de la gestion des abonnés, notamment l’authentification, l’autorisation et l’AAA (comptabilité), l’attribution d’adresse IP, la QoS (qualité de service) et l’application des polices. Tout le trafic sortant vers Internet passe à travers la BNG et tout le trafic provenant d’Internet traverse la BNG avant d’atteindre le client.
Le principal service fourni était historiquement un simple accès de base à Internet. Le monde a changé depuis avec l’évolution des services haut débit vers la vidéo en streaming, les jeux en ligne, le télétravail, l’IoT (Internet des objets) et une multitude d’autres applications.
Ceci n’a pas seulement augmenté le volume d’informations transmises, le modèle du trafic est devenu un mélange en perpétuel changement d’une variété de protocoles et de performances exigées. De nombreuses applications nouvelles sont gourmandes en bande passante et sensibles au délai de transit. La capacité de réduction du délai de transit va devenir un différenciateur avec l’apparition des applications en périphérie qui demanderont davantage de performances en temps réel. La croissance de la bande passante et la réduction du délai de transit, ainsi que d’autres fonctionnalités exigées comme la QoS (qualité de service) et une meilleure QoE (qualité d’expérience), posent toutes un défi.
Figure 1 : Le réseau subit la pression des exigences des applications
Il est impossible de prévoir comment les exigences des services et applications évolueront à l’avenir. Il suffit de penser au nombre de percées technologiques considérées comme acquises aujourd’hui qui n’existaient pas il y a seulement une dizaine d’années. Le défi est de bâtir un réseau flexible, capable de faire face à ces dynamiques de marché, particulièrement en périphérie de réseau.
Sachant que la durée de vie d’une installation de câbles de fibre optique est environ 40 ans, il est logique de prévoir à l’avance les applications futures, en installant beaucoup de fibres, en laissant beaucoup d’espace ouvert dans les conduits et en choisissant des architectures réseau qui n’entraveront pas les mises à niveau.
Avec les investissements colossaux destinés aux réseaux par fibre qui ont une durée de vie classique supérieure à 30 ans, il est logique de déployer une BNG capable de relever les besoins actuels et d’évoluer en même temps que les besoins. Ceci va directement dans le sens des attributs fondamentaux apportés par la vBNG de Ciena :
Désagrégée, virtuelle et évolutive.
Avec les anciennes BNG (en châssis) et leur architecture classiquement close, il est difficile de répondre aux exigences qui évoluent rapidement en termes d’évolutivité, de flexibilité et d’innovation en périphérie de réseau, particulièrement pour traiter les besoins nouveaux et émergents des applications.
En comparaison, vBNG de Ciena a été conçue dès le départ comme une BNG par logiciel, totalement en conteneurs, virtuelle et native du cloud. Cela apporte la flexibilité et l’agilité dont les opérateurs ont besoin pour rapidement saisir les opportunités du marché haut débit actuel, en constante évolution.
Plus spécifiquement, vBNG de Ciena est une architecture ouverte, établie selon la norme TR-459 du Broadband Forum : « Séparation du plan de contrôle et du plan utilisateur (CUPS) pour une BNG désagrégée. » Aucun matériel spécial n’est requis, les fonctionnalités sont assurées par logiciel et la solution s’exécute sur des serveurs à base x86 COTS (disponibles dans le commerce). Cette architecture apporte une immense valeur par son ouverture, sa flexibilité et son évolutivité.
Figure 2 : La désagrégation de la passerelle de réseau haut débit
Le plan de contrôle et le plan utilisateur sont tolérants de manière indépendante et peuvent être installés partout sur le réseau et dimensionnés selon les besoins. Un plan de contrôle est typiquement situé à un endroit central pour faciliter les opérations et la gestion.
Un plan de contrôle centralisé simplifie la gestion des abonnés, rationalise la gestion des réservoirs d’adresses IP et facilite la mise en œuvre des intégrations Northbound vers les OSS (système de soutien d’exploitation) et BSS (système de soutien d’activité).
Figure 3 : La passerelle de réseau haut débit virtuelle vBNG de Ciena
Le trafic haut débit varie énormément à travers le réseau et peut changer rapidement en fonction de plusieurs facteurs, dont la population, les modèles d’utilisation des abonnés et le type d’applications utilisées. Il est tout simplement impossible de prévoir avec précision et de dimensionner les équipements pour répondre de façon rentable aux besoins des abonnés, évoluant sur la durée.
Figure 4 : vBNG de Ciena élimine les problèmes liés à l’évolutivité
Les plans utilisateurs de vBNG de Ciena peuvent être dimensionnés selon la demande du trafic et peuvent également se situer partout sur le réseau, en fonction des besoins. Ils peuvent évoluer par augmentation (croissance) quand le trafic grossit ou évoluer par subdivision (déploiement dans de nouveaux sites) quand des opportunités apparaissent. Ils peuvent même disposer de différents plans utilisateurs, adaptés à leurs configurations, de manière optimale pour différents types de services : Internet de base ou vidéos en streaming ou encore applications périphériques à faible délai de transit. Cela permet aux opérateurs réseau d’adapter leur architecture de services en périphérie aux nouvelles opportunités.
Conception par logiciel et en conteneurs dès le départ
L’un des attributs distinctifs de vBNG de Ciena est le fait qu’elle assure ses fonctionnalités par logiciel, désagrégé des éléments matériels et également mis en conteneurs.
La mise en conteneurs est le fait de réunir le code des applications avec les fichiers de configuration, les librairies et autres éléments dépendants qui sont requis pour son exécution. Ce « conteneur » ou ensemble logiciel unique est séparé du système d’exploitation de l’hôte, il est ainsi autonome. Ceci rend la solution hautement portative et capable d’être exécutée sur toute infrastructure ou dans tout environnement compatible avec la technologie en conteneurs, comme Kubernetes.
Chaque conteneur étant effectivement sa propre entité, une solution définie par logiciel et déployée en conteneurs est plus portative, évolutive, dispose d’une meilleure isolation des erreurs et est plus agile. C’est la raison pour laquelle les conteneurs ont tant de succès.
vBNG de Ciena a été conçue pour fonctionner en conteneurs dès le départ, ce qui signifie que les applications peuvent être activées plus rapidement, avec une plus grande efficacité et plus d’agilité que d’autres solutions. Une architecture ouverte et une définition par logiciel vont de paire avec la capacité de développer et de déployer de nouvelles applications dès qu’elles apparaissent, ce qui est extrêmement important dans un marché haut débit en évolution rapide.
Haute résilience
Les clients à domicile et en entreprise dépendent de la disponibilité des services haut débit et de leurs performances. C’est pourquoi les considérations de fiabilité et de redondance sont essentielles. Le modèle de tolérance de vBNG de Ciena est conçu pour répondre aux exigences strictes liées aux services de haute disponibilité.
Les plans de contrôle et les plans utilisateurs sont tolérants de manière indépendante, dimensionnés de manière indépendante et conçus pour assurer la protection des services. Le plan de contrôle peut être déployé avec une redondance locale ou géographique en configuration active/veille. Les plans utilisateurs peuvent être configurés en 1:1, N:1 ou M:N pour une haute disponibilité.
Le basculement du plan de contrôle se fait sans heurts, sans aucune perte de paquets. De plus, il n’y a aucun risque de scénario « split brain » dans lequel deux BNG tentent de s’activer pour le même ensemble d’abonnés, comme cela peut être le cas des anciennes BNG qui recourent aux battements pour déterminer la BNG à activer et celle à mettre en veille.
Pour le plan utilisateur, les groupes de redondance des abonnés sont définis puis associés sur un plan utilisateur primaire et un plan utilisateur secondaire. Si un plan utilisateur est en défaillance et un groupe abonné primaire est perdu, le plan utilisateur secondaire prend la relève pour la responsabilité du service.
Figure 5 : Une architecture BNG hautement résiliente
Les groupes abonnés primaires peuvent recourir à un seul plan utilisateur redondant secondaire ou être répartis sur plusieurs plans utilisateurs comme cela a montré une réduction des risques en cas de double défaillance. Le basculement du plan utilisateur est rapide et efficace, ainsi la plupart des abonnés ne le remarquent même pas.
Choisir la plate-forme BNG adaptée
La BNG est le pivot de la prestation des services haut débit. Le rôle essentiel qu’elle joue, ainsi que la demande croissante du marché pour la bande passante et le mélange d’applications en évolution en périphérie du réseau, prouvent l’importance fondamentale liée au choix de la BNG qui convient.
Flexibilité et agilité seront essentielles pour conquérir l’avenir et toutes deux sont les caractéristiques de vBNG de Ciena. Depuis son architecture désagrégée et définie par logiciel jusqu’à sa capacité d’évoluer tout en assurant une tolérance supérieure, vBNG de Ciena transforme la périphérie du réseau.